Dati PCB - Progettazione impilabile di schede PCB

1. principi generali di disposizione dello strato: 1.1 Ci sono molti fattori che devono essere considerati per determinare la struttura laminata della scheda PCB multistrato. In termini di cablaggio, più strati, meglio per il cablaggio, ma aumenterà anche il costo e la difficoltà di realizzare schede. Per i produttori, se la struttura in laminato è simmetrica o meno è l'attenzione che deve essere prestata quando si producono schede PCB, quindi la selezione del numero di strati deve considerare le esigenze di vari aspetti per raggiungere un equilibrio. Per i progettisti esperti, dopo aver completato il pre-layout dei componenti, si concentreranno sull'analisi dei colli di bottiglia di routing della scheda PCB. Combinare altri strumenti EDA per analizzare la densità di cablaggio del circuito stampato; combinare quindi il numero e i tipi di linee di segnale con requisiti speciali di cablaggio quali linee differenziali, linee di segnale sensibili, ecc. per determinare il numero di strati dello strato di segnale; poi in base al tipo di alimentazione elettrica, requisiti di isolamento e anti-interferenza per determinare il numero di strati elettrici interni. In questo modo, il numero di strati dell'intero circuito stampato è fondamentalmente determinato.1.2 Il piano di terra sotto la superficie del componente (il secondo strato) fornisce lo strato di schermatura del dispositivo e il piano di riferimento per il cablaggio superiore; lo strato sensibile del segnale dovrebbe essere adiacente a uno strato elettrico interno (potenza interna/strato di terra), utilizzando il grande rame dello strato elettrico interno. Pellicola per fornire schermatura per lo strato del segnale. Lo strato di trasmissione del segnale ad alta velocità nel circuito dovrebbe essere uno strato intermedio del segnale e inserito tra due strati elettrici interni. In questo modo, i film di rame dei due strati elettrici interni possono fornire schermatura elettromagnetica per la trasmissione del segnale ad alta velocità e, allo stesso tempo, la radiazione del segnale ad alta velocità può essere efficacemente limitata tra i due strati elettrici interni, in modo da non causare interferenze esterne.1.3 Tutti gli strati di segnale dovrebbero essere adiacenti al piano di terra il più possibile; 1.4 Cercate di evitare due livelli di segnale direttamente adiacenti l'uno all'altro; Il crosstalk è facilmente introdotto tra gli strati di segnale adiacenti, con conseguente guasto del circuito. L'aggiunta di un piano di terra tra i due strati del segnale può efficacemente evitare la crosstalk.1.5 L'alimentazione principale dovrebbe essere adiacente ad esso per quanto possibile; 1.6 Prendere in considerazione la simmetria della struttura laminata.1.7 Per il layout a strati della scheda madre, la scheda madre esistente è difficile da controllare il cablaggio parallelo a lunga distanza. Per la frequenza di funzionamento a livello di scheda superiore a 50MHZ (si può fare riferimento al caso sotto 50MHZ e rilassamento appropriato), i principi di layout raccomandati: La superficie del componente e la superficie di saldatura sono piani di terra completi (schermatura); non vi sono strati paralleli adiacenti di cablaggio; tutti gli strati di segnale siano il più possibile adiacenti al piano di terra; I segnali chiave sono adiacenti al piano di terra e non attraversano l'area divisoria. Nota: Quando si impostano gli strati di una scheda PCB specifica, è necessario afferrare in modo flessibile i principi di cui sopra. Sulla base della comprensione dei principi di cui sopra, in base alle esigenze della scheda singola reale, come ad esempio: se uno strato di cablaggio chiave, alimentazione elettrica e piano di terra sono necessari. Attendere, determinare la disposizione degli strati e non strofinare duro, o tenersi ad esso.1.8 Più strati elettrici interni a terra possono ridurre efficacemente l'impedenza di terra. Ad esempio, lo strato di segnale A e lo strato di segnale B utilizzano piani di terra separati, che possono ridurre efficacemente le interferenze in modalità comune.

2. strutture impilate comunemente usate:2.1 bordo a 4 strati Il seguente è un esempio di una scheda a 4 strati per illustrare come ottimizzare la disposizione e la combinazione di varie strutture impilate. Per le schede comuni a 4 strati, ci sono diversi metodi di impilamento (dall'alto al basso). (1) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), POWER (Inner_2), Siganl_2 (Bottom). (2) Siganl_1 (Top), POWER (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Bottom). (3) POWER (Top), Siganl_1 (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Bottom). Ovviamente, l'opzione 3 manca di un efficace accoppiamento tra il piano di potenza e il piano di terra e non dovrebbe essere utilizzata. Come scegliere quindi l'opzione 1 e l'opzione 2? In circostanze normali, i progettisti sceglieranno lo schema 1 come struttura della scheda a 4 strati. Il motivo della scelta non è che l'opzione 2 non può essere utilizzata, ma che le schede PCB ordinarie posizionano solo i componenti sullo strato superiore, quindi è più appropriato utilizzare l'opzione 1. Tuttavia, quando i componenti devono essere posizionati sia sugli strati superiori che inferiori e lo spessore dielettrico tra lo strato interno di alimentazione e lo strato di terra è grande e l'accoppiamento è povero, è necessario considerare quale strato ha meno linee di segnale. Per lo schema 1, ci sono meno linee di segnale sullo strato inferiore e una pellicola di rame di grande area può essere utilizzata per accoppiarsi con lo strato POWER; al contrario, se i componenti sono disposti principalmente sullo strato inferiore, lo schema 2 dovrebbe essere utilizzato per fare il bordo.2.2 bordo a 6 strati Dopo aver completato l'analisi della struttura laminata del bordo a 4 strati, che segue è un esempio del metodo combinato del pannello a 6 strati per illustrare la disposizione e la combinazione della struttura laminata a 6 strati e il metodo preferito. (1) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), Siganl_3 (Inner_3), POWER (Inner_4), Siganl_4 (Bottom). Lo schema 1 adotta 4 strati di strati di segnale e 2 strati di strati interni di potenza/terra, che ha più strati di segnale, che è favorevole al lavoro di cablaggio tra i componenti, ma i difetti di questo schema sono anche più evidenti, che si manifestano nei seguenti due aspetti.1. Lo strato di potenza e lo strato di terra sono lontani e non completamente accoppiati.2. Il livello di segnale Siganl_2 (Inner_2) e Siganl_3 (Inner_3) sono direttamente adiacenti, e l'isolamento del segnale non è buono e il crosstalk è soggetto a verificarsi. (2) Siganl_1 (Top), Siganl_2 (Inner_1), POWER (Inner_2), GND (Inner_3), Siganl_3 (Inner_4), Siganl_4 (Bottom). Schema 2 Rispetto allo schema 1, lo strato di alimentazione e lo strato di terra sono completamente accoppiati, il che presenta alcuni vantaggi rispetto allo schema 1, ma i livelli di segnale Siganl_1 (Top) e Siganl_2 (Inner_1) e Siganl_3 (Inner_4) e Siganl_4 (Bottom) sono direttamente adiacenti, l'isolamento del segnale non è buono e il problema di facile crosstalk non è stato risolto. (3) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), POWER (Inner_3), GND (Inner_4), Siganl_3 (Bottom). Rispetto allo schema 1 e allo schema 2, lo schema 3 riduce uno strato di segnale e aggiunge uno strato elettrico interno. Sebbene gli strati disponibili per il cablaggio siano ridotti, questo schema risolve i difetti comuni dello schema 1 e dello schema 2.1. Lo strato di potere e lo strato di terra sono strettamente accoppiati.2. Ogni livello di segnale è direttamente adiacente allo strato elettrico interno ed è efficacemente isolato da altri livelli di segnale, quindi il crosstalk non è facile da verificarsi.3. Siganl_2 (Inner_2) è adiacente ai due strati elettrici interni GND (Inner_1) e POWER (Inner_3), che possono essere utilizzati per trasmettere segnali ad alta velocità. I due strati elettrici interni possono efficacemente proteggere l'interferenza esterna allo strato Siganl_2 (Inner_2) e l'interferenza Siganl_2 (Inner_2) al mondo esterno. Tenendo conto di tutti gli aspetti, lo schema 3 è ovviamente una sorta di chimica. Allo stesso tempo, lo schema 3 è anche una struttura laminata comunemente utilizzata per pannelli a 6 strati. Attraverso l'analisi dei due esempi di cui sopra, credo che i lettori abbiano una certa comprensione della struttura a cascata, ma in alcuni casi, un certo schema non può soddisfare tutti i requisiti, il che richiede la considerazione della priorità dei vari principi di progettazione. Purtroppo, poiché la progettazione dello strato del circuito stampato è strettamente correlata alle caratteristiche del circuito reale, le prestazioni anti-interferenza e la messa a fuoco di progettazione di diversi circuiti sono diversi, quindi in realtà, questi principi non hanno una priorità definita per riferimento. Ma è certo che il principio di progettazione 2 (lo strato interno dell'alimentazione elettrica e lo strato di terra dovrebbero essere strettamente accoppiati) deve essere soddisfatto prima nella progettazione e se i segnali ad alta velocità devono essere trasmessi nel circuito, allora il principio di progettazione 3 (lo strato di trasmissione del segnale ad alta velocità nel circuito) dovrebbe essere lo strato intermedio del segnale, 2.3 Bordo a 10 strati Tipico PCB a 10 strati La sequenza di cablaggio generale è TOP--GND---strato di segnale---strato di potenza---GND---strato di segnale---strato di potenza---strato di potenza---strato di segnale---strato di potenza---strato di segnale---GND---BOTTOM. L'ordine di cablaggio stesso non è necessariamente fisso, ma ci sono alcuni standard e principi per vincolarlo: ad esempio, gli strati adiacenti dello strato superiore e quello inferiore utilizzano GND per garantire le caratteristiche EMC della scheda; ad esempio, ogni livello di segnale è preferibilmente utilizzato come piano di riferimento del livello GND; l'alimentazione elettrica utilizzata dall'intera scheda singola è data priorità alla posa di un intero pezzo di rame; Quello che è suscettibile a interferenze, scheda PCB ad alta velocità e lo strato interno lungo la transizione è preferito, e così via.